Page 26 - 《食品科学技术学报》2026年第1期
P. 26
食品科学技术学报জজজজজজজজজজজজজজজজ জ ԡᤃ 年 ϟ 月
图 ϟজ 鼻腔嗅觉系统结构及香气信号转导机制
èᔽ੫ ϟজ ୩ᡷʢࣼዹᡷࣼʢᔀ ᆍ Ⴟᑕ༁ᑕ ᆍᑕዹᡷᆍʢᢃ ༁ᢃ༁ᡷᔀቝ ᑕႿʛ ቝᔀዹၤᑕႿᔽ༁ቝ ᆍ ᆍʛᆍʢᑕႿᡷ ༁ᔽ੫Ⴟᑕ ᡷʢᑕႿ༁ʛࣼዹᡷᔽᆍႿ
嗅觉受体属于 ᥈ 类蛋白偶联受体ྉ ᥈ ᡱʢᆍᡷᔀᔽႿ᥋ዹᆍࣼᡱᔀʛ 气分子和嗅觉受体之间的互作关系ᖔ从而在分子结
ʢᔀዹᔀᡱᡷᆍʢ༁ᖔ ᥈۪ऊ༁ɯ 家族ᖔ具有典型的七次跨膜结构 构层面更准确地评估香气分子的结合构象和结合亲
域ᖔ能够通 过 ᥥ 组合编码ɼ 机制识别多样的香 气 分 和力ᤥ
子 Џጢϟ ᤥ 分子对接不仅能预测香气配体与嗅觉受体潜在
香气分子和膜上的嗅觉受体特异性结合后ᖔ会 的结合构象与亲和力ᖔ还能预测出在结合口袋中起
激活 ᥈ም 蛋白ᖔ促使腺苷酸环化酶ᎏྉ ዶऊሕɯ 将 ዶఋ۪ 关键作用的氨基酸残基ᖔ这些残基对于维持复合物
ᆍ
转化为环磷酸腺苷ྉዹዶᥘ۪ɯᤥ ዶऊሕ 在此信号级联中 的稳定性至关重要ᤥۼᑕႿ੫ 等 Џጢጢ 以昆虫嗅觉结合蛋
具有关键作用ᤥ 研究表明ᖔ特异性敲除小鼠的 ዶऊሕ 白 ୩ʢࣼᨃା۪Ꭾ 为研究对象ᖔ首先利用 ୩ۼ᧧୩୩ ͱ ᥘᨃ᧕ጶᓂ
基因会导致嗅觉感觉神经元内的 ዹዶᥘ۪ 水平显著降 对 ୩ʢࣼᨃା۪Ꭾ 蛋白进行同源建模ᖔ随后利用 ዶࣼᡷᆍ᧕ᆍዹҴ
低ᖔ并最终引起嗅觉功能丧失ᖔ这直接证明了 ዶऊሕ 对 ୩ʢࣼᨃା۪Ꭾ 蛋白和六种不同的挥发性香气分子进
在催化 ዹዶᥘ۪ 生成中的核心地位 Џጢ ᤥ 行分子对接ᤥ 研究结果表明ᖔ୩ʢࣼᨃା۪Ꭾ 蛋白与不同
ዹዶᥘ۪ 作为细胞内的第二信使可以打开膜上的 的香气分子之间主要依靠疏水作用形成稳定的复合
շ
环核苷酸门控通道ྉऊશ᥈ɯᤥ 通道打开后ᖔ会使 શᑕ 物结构ᖔ其中 ᓂᔀࣼܦ۪ၤᔀ࿗ሕܦᓂᔀࣼᤃጢܦ۪ၤᔀँᎮ 和 ۪ၤᔀϟϟԡ
շ
和 ऊᑕ 内流ᖔ继而激活膜上的钙离子门控的氯离子 残基在维持复合物结构稳定上发挥着关键性作用ᤥ
շ ͱ Џጢሕ 传统的分子对接方法多使配体和受体于静态环
通道 ྉऊᑕ ᥋੫ᑕᡷᔀʛ᥋ऊ ᥋ዹၤᑕႿႿᔀɯ ᖔ 形成电信号 ᤥ
由此产生的动作电位通过嗅觉感觉神经元的轴 突 境下进行对接ᖔ不能反映嗅觉受体在与香气分子对
ྉ 汇聚为嗅神经ɯ 传递至嗅球ᤥ 嗅球作为第一个中 接过程中的构象柔性和动态变化ᤥ 为弥补这一不
继站ᖔ对来 自不同嗅觉受体的输入信 号进行初 步 足ᖔ采用分子动力学模拟可以更好地反映香气分子
的整合与 编 码ᖔ为后续更高级中枢的 信息处理 奠 与嗅觉受体结合过程中的动态变化ᤥ 分子动力学模
定基础ᤥ 拟是一种基于计算机模拟的数值方法ᖔ常用于研究
ԣᤫ ԣই 基于计算机模拟技术的香气配体 ͦ 嗅觉受体 分子ܦ 原子或粒子系统的物理行为及其动态演
相互作用 化 Џጢᤃ ᤥ 借助分子动力学可以观察香气分子和嗅觉
近年来ᖔ计算机模拟技术的飞速发展为在分子 受体的结合稳定性ᖔ直观地反映香气分子和嗅觉受
层面解析香气成分与嗅觉受体的相互作用提供了强 体之间的相互作用ᤥԻၤࣼ 等 ЏጢᎮ 对龙井茶中内酯香
大工具ᤥ 其中ᖔ分子对接技术已被广泛应用于预测 气成分 ᥕ᥋辛内酯和 ᥕ᥋十一内酯对映体与 ᨃϟዶϟ 嗅
和探索香气分子与嗅觉受体的结合模式ᤥ ᑕႿᔀ༁ၤᔽʢᆍ 觉受体的互作进行了分子对接和分子动力学模拟ᤥ
等 Џጢ࿗ 利用 ዶᡱၤᑕèᆍʛ 将人类的 ࿗ԡԡ 个嗅觉受体进 分子动力学模拟结果显示ᖔྉ ɯ᥋ྉ ͱ ɯ᥋ᥕ᥋辛内酯和
行同源建模ᖔ构建了一种新型计算策略ᖔ用于预测香 ᨃϟዶϟ 嗅觉受体之间主要通过极性和氢键发生相
